Energibalance i ekstreme miljøer: Find EI-grænsen (StOMPE)

Langvarige udholdenhedsbegivenheder giver en unik mulighed for at studere de fysiologiske grænser for menneskelig præstation. Når ernæringen er tilstrækkelig, er vægttab direkte relateret til energiforbruget. I ekstreme miljøer, såsom havroning, har vi imidlertid vist, at roere tabte 10 % vægt, havde et højt energiforbrug (5.000 kcal/d eller 3,1 x basal stofskifte), som ikke blev opfyldt af energiindtag (EI). Selv i tilstedeværelsen af ​​over ~5000kcal mad om dagen, valgte roere kun at spise ~3800kcal/d (2,4 x RMR) og tabte sig i stedet for at spise mere. Det er også sjældent, uden for elitepræstation, at EI er over 2,5 x RMR og tyder på en form for reguleringsmekanisme. Tidligere arbejde har vist (Thurber et al., 2019), at høje energiudgifter (EE) ikke er holdbare over lange perioder, og at EE falder med varigheden og falder til omkring 2,5 x RMR. Dette er et forsøg på at balancere energibehovet for at minimere tab af kropsmasse og øge chancerne for overlevelse. Brug af data fra det tidligere ph.d.-studie i havroere (Holsgrove-West., 1. ph.d.-studie) og ekstrapolering af data fra de undersøgelser, der blev brugt til at modellere TEE og varighed (Thurber et at., 2019) og overfodringsstudier (Siervo et al. 2008) ), frivilligt energiindtag beregnet ud fra tab af kropsmasse var konsekvent omkring 2,4 x RMR, hvilket tyder på en mulig numerisk værdi til grænsen af ​​EI. Dette har jeg ikke målt eksperimentelt. Hvis teorien om maksimal EI er sand, kan ethvert indtag over maksimum [2,4 x RMR] ikke bruges til energi og vil blive udskilt. Ethvert BM-tab vil derfor afspejle forskellen mellem EE og den maksimale EI, ikke den faktiske EI. For at undersøge EI-grænsen kræver det derfor samtidige målinger af EE-, EI- og kropsmasseændringer, samtidig med at EI sikres over det teoretiske maksimum. Ved tilstedeværelse af energiunderskud og kropsmassetab demonstrerede havroere en adaptiv respons ved selektivt at fastholde eller miste muskler. Belastede muskler blev bevaret, mens ubelastede muskler atrofierede. En oplagt modforanstaltning kunne være at belaste de muskler, der spildte, men til hvilken udgift? Med begrænset energiindtag og større efterspørgsel fra muskelmassen kan andre komponenter af EE såsom RMR, NEAT eller træningskomponent kompensere eller udholde et større tab af kropsmasse. Denne interaktion kræver yderligere undersøgelse. Logistisk er det svært at bede roere om at træne midt i løbet, og overholdelse ville være ukendt. En ekspedition, der involverer større muskelinvolvering og høj EE, er nødvendig. Trekking på tværs af Grønland giver det høje EE-miljø uden brug af underekstremiteterne. På grund af logistiske årsager til prøveopbevaring i havroning blev energiforbrug og -indtag desuden kun indsamlet i den sidste uge af rækken, og energibalancen stemte ikke overens med tab af kropsmasse. Dette ville indikere et andet energiunderskud og andet energiforbrug eller -indtag tidligere i rækken. Disse indledende akutte ændringer er ukendte og muligvis ansvarlige for det store vægttab, der ses ved slutningen af ​​rækken. Dette projekt vil forsøge at udfylde dette hul og måle disse indledende ændringer ved at måle daglig EI og EE.EI måles sjældent sammen med EE og kropsmassetab og i stedet udledes af EE. Denne undersøgelse har til formål at fastslå, om denne maksimale EI eksisterer, ved direkte at måle både komponenter i energibalancen, og hvordan kroppen kompenserer med ændringer i komponenterne i EE.

Siervo M, Frühbeck G, Dixon A, Goldberg GR, Coward WA, Murgatroyd PR, et al. (2008) Effektivitet af autoregulatoriske homøostatiske reaktioner på pålagt kalorieoverskud hos magre mænd. Am J Physiol Endocrinol Metab;294:E416-E424.

Thurber, C L. R. Dugas, C. Ocobock, B. Carlson, J. R. Speakman, H. Pontzer, (2019) Ekstreme begivenheder afslører en fordøjelsesgrænse for vedvarende maksimalt menneskeligt energiforbrug. Sci. Adv. 5, eaaw0341